传感器组件制造技术

一种传感器组件(118)包括外壳、屏蔽构件(156)、磁场传感器(158)和感测磁体(126)。所述外壳配置为至少安装在电磁线圈附近，所述电磁线圈产生第一磁场，以基于所述第一磁场的强度，使得可移动部件沿着轴线线性地移动。所述感测磁体(126)配置为联接到所述可移动部件以与其一起移动。所述磁场传感器(158)和所述感测磁体(126)设置在由所述屏蔽构件(156)限定的屏蔽室内，所述屏蔽构件为铁质的，以将所述磁场传感器和所述感测磁体与所述第一磁场屏蔽。所述磁场传感器检测响应于由所述感测磁体产生的第二磁场的电特性，以监测所述可移动部件沿着所述轴线的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器组件
本文的主题总体上涉及用于检测至少一个可移动部件的位置的传感器组件。
技术介绍
基于由电磁线圈产生的磁场，一些已知装置使用电磁线圈来引起该装置的另一部件的移动。这样的已知装置的示例包括车辆应用中的一些车辆差速器系统(differentialsystem)和变速器离合器系统。差速器系统可以是锁定差速器或限滑差速器，使得电磁线圈产生磁场以相对于线圈轴向地移动可以旋转或静止的盘或环。盘可用于锁定差速器以锁定附接到同一车轴的两个车轮，使得该两个车轮以相同的速度旋转。盘替代地可以用于限滑差速器，限滑差速器允许同一车轴的车轮以不同的速度旋转，同时独立地控制施加到该两个车轮中的每一个的转矩。期望的是追踪盘相对于电磁线圈的轴向位置，因为这样的数据可以用于确定或验证在特定的时间，盘是否与接合该盘的差速器系统的锁定齿轮接合，或者是否与该锁定齿轮脱离。关于盘的位置的数据在确定是否建议维护或者必须维护时可能也是有用的，因为盘、锁定齿轮或另一部件上的磨损可能影响响应于磁场的盘的移动范围和盘的停止位置。传感器通常用于追踪可移动部件的位置。传感器必须是紧凑的，以装配在相应的装置的壳体内，以便监测可移动部件的移动。尽管非接触式磁传感器通常是可靠的，但是这样的磁传感器基于传感器磁场工作，并且由于磁场干扰而易于出现错误和不准确。例如，由电磁线圈产生的线圈磁场会通过产生噪声而干扰位于线圈磁场内的典型的磁传感器，这使得传感器难以将可归因于传感器磁场的检测到的磁通量与可归因于线圈磁场的磁通量区分开，从而导致不准确。由于空间限制，移动磁性传感器使更加远离电磁线圈以降低来自检测到的信号中的线圈磁场的噪声可能是不实际的。仍然需要一种位置感测系统，其通过减少外部磁场的影响来改善位置感测的准确性。
技术实现思路
如本文所述的一种传感器组件提供了上述技术问题的解决方案，所述传感器组件包括外壳、屏蔽构件、感测磁体和磁场传感器。所述外壳在前部与后部之间延伸。所述外壳配置为至少安装在电磁线圈上或附近，所述电磁线圈配置为产生第一磁场，以基于所述第一磁场的强度，相对于所述电磁线圈在前进位置与缩回位置之间沿着轴线线性地移动可移动部件。所述屏蔽构件设置在所述外壳内。所述屏蔽构件限定屏蔽室。所述感测磁体配置为联接到所述可移动部件，使得所述感测磁体与所述可移动部件一起移动。所述感测磁体设置在所述屏蔽室内。所述磁场传感器设置在所述屏蔽室内。所述磁场传感器检测响应于由所述感测磁体产生的第二磁场的电特性，以监测所述可移动部件沿着所述轴线的位置。所述屏蔽构件由含铁材料构成，以将所述磁场传感器和所述感测磁体与由所述电磁线圈产生的所述第一磁场屏蔽。附图说明现在将参考附图以举例的方式描述本专利技术，在附图中：图1是根据实施例的机械装置上的位置感测系统的左透视图。图2是根据实施例的机械装置上的位置感测系统的右透视图。图3是在没有示出传感器组件的感测磁体的情况下示出的传感器组件的透视图。图4是在没有感测磁体的情况下示出的传感器组件的分解透视图。图5是根据实施例的传感器组件和电磁锁组件的一部分的前部透视图。图6是根据实施例的传感器组件和电磁锁组件的一部分的后部透视图。图7是根据实施例的在一个位置处的传感器组件和电磁锁组件的简化俯视图。图8是根据实施例的在另一位置处的传感器组件和电磁锁组件的简化俯视图。图9是根据实施例的在第三位置处的传感器组件和电磁锁组件的简化俯视图。图10是根据实施例的绘制了由磁场传感器检测到的电特性与锁定环的线性位置的曲线图。具体实施例图1是根据实施例的机械装置102上的位置感测系统100的左透视图。位置感测系统100可以用于各种车辆和工业应用中，以检测机械装置102的可移动部件的位置，例如沿设定路径线性地移动的部件。作为图1所示的一个非限制性示例，机械装置102为车辆(例如汽车或卡车)的差速器系统102。差速器系统102包括多个齿轮104(在图2中更详细地示出)和围绕齿轮104的壳体106。差速器系统102还限定了两个钻孔108，它们在其中接收相应的轴(未示出)，以将差速器系统102联接到对应的车轮(未示出)。在实施例中，差速器系统102为锁定差速器、限滑差速器、或非简单的开放式差速器(opendifferential)的其他类型的差速器。差速器系统102包括电磁锁组件110，其配置为选择性地控制差速器系统102的配置，以便控制转矩的分配和/或车轮的相对速度。电磁锁组件110包括电磁线圈112和可移动部件114。电磁线圈112(在本文中称为线圈112)配置为接收电流以产生磁场(在本文中称为第一磁场)。可移动部件114邻接线圈112设置，并且至少部分地由含铁材料构成，使得第一磁场根据磁场的强度在可移动部件114上施加磁力。磁力配置为使可移动部件114朝向和/或远离差速器系统102的一个或多个齿轮104轴向地移动。在一个或多个实施例中，可移动部件114为大致平面的板或盘，并且在本文中称为锁定环114。位置感测系统100包括差速器系统102的电磁锁组件110、以及传感器组件118。传感器组件118配置为监测锁定环114的位置。传感器组件118配置为将表示锁定环114的位置的电信号传输到远程装置或控制系统(未示出)。锁定环114的位置可以用于确定或验证差速器系统102的当前配置，以确定是否建议或要求对差速器系统102进行维护等。例如，传感器组件118可以检测锁定环114移动方式的变化，例如与锁定环114之前如何移动相比，在一个方向上的移动的范围或者移动的速度。该信息可以用来指示是否建议或要求进行维护。传感器组件118安装在电磁锁组件110上或附近。在图示的实施例中，传感器组件118安装到电磁锁组件110的围绕线圈112的盖120。在图1中，盖120的一部分示出为被移除，以显示盖120内的线圈112。传感器组件118经由连接到盖120的连接器本体122间接地安装到盖120，以向线圈112供给电流。在其他实施例中，传感器组件118可以直接安装到盖120，可以安装到壳体106，或者可以安装到与差速器系统102分离、但是在电磁锁组件110附近的面板或装置。图2是根据实施例的机械装置102上的位置感测系统100的右透视图。在图2中，壳体106从差速器系统102移除，以更好地示出壳体106内的齿轮104。锁定环114配置为相对于线圈112在前进位置与缩回位置之间沿着锁定轴线116线性地移动。缩回位置是锁定环114沿着锁定环114所横穿的路径相对于线圈112最靠近(例如，最近端)的位置。在图示的实施例中，锁定环114处于缩回位置。前进位置是锁定环114沿着该路径相对于线圈112的最远(例如，最远端)的位置。锁定环114的移动可以至少部分地基于由线圈112产生的第一磁场的强度。电磁锁组件110可以配置为使得锁定环114朝向缩回位置偏置，并且处于缩回位置，直到足够的电流供给到线圈112以产生具有足够强度的第一磁场，以使锁定环114远离缩回位置朝向前进位置移动。当到线圈112的电流停止或至少减小时，第一磁场的强度下降，并且由于弹簧等提供的偏置力，锁定环114朝向缩回位置返回。替代地，锁定环114可以朝向前进位置偏置，并且产生的磁场可以朝向缩回位置拉动锁定环114。在另一实施例中，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器组件(118)，包括：在前部(136)与后部(138)之间延伸的外壳(134)，所述外壳配置为至少安装在电磁线圈(112)上或附近，所述电磁线圈配置为产生第一磁场，以基于所述第一磁场的强度，相对于所述电磁线圈在前进位置与缩回位置之间沿着轴线(116)线性地移动可移动部件(114)；设置在所述外壳内的屏蔽构件(156)，所述屏蔽构件限定屏蔽室(166)；感测磁体(126)，其配置为联接到所述可移动部件，使得所述感测磁体与所述可移动部件一起移动，所述感测磁体设置在所述屏蔽室内；以及设置在所述屏蔽室内的磁场传感器(158)，所述磁场传感器检测响应于由所述感测磁体产生的第二磁场的电特性，以监测所述可移动部件沿着所述轴线的位置，其中所述屏蔽构件由含铁材料构成，以将所述磁场传感器和所述感测磁体与由所述电磁线圈产生的所述第一磁场屏蔽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.21 US 14/832,6231.一种传感器组件(118)，包括：在前部(136)与后部(138)之间延伸的外壳(134)，所述外壳配置为至少安装在电磁线圈(112)上或附近，所述电磁线圈配置为产生第一磁场，以基于所述第一磁场的强度，相对于所述电磁线圈在前进位置与缩回位置之间沿着轴线(116)线性地移动可移动部件(114)；设置在所述外壳内的屏蔽构件(156)，所述屏蔽构件限定屏蔽室(166)；感测磁体(126)，其配置为联接到所述可移动部件，使得所述感测磁体与所述可移动部件一起移动，所述感测磁体设置在所述屏蔽室内；以及设置在所述屏蔽室内的磁场传感器(158)，所述磁场传感器检测响应于由所述感测磁体产生的第二磁场的电特性，以监测所述可移动部件沿着所述轴线的位置，其中所述屏蔽构件由含铁材料构成，以将所述磁场传感器和所述感测磁体与由所述电磁线圈产生的所述第一磁场屏蔽。2.如权利要求1所述的传感器组件(118)，其中所述外壳(134)包括在所述前部(136)与所述后部(138)之间延伸的壁(140)，所述壁限定不暴露于外部环境的封闭腔(142)、以及暴露于外部环境的敞开腔(178)，其中所述屏蔽构件(156)和所述磁场传感器(158)设置在所述封闭腔内，并且所述感测磁体(126)设置在所述敞开腔内。3.如权利要求2所述的传感器组件(118)，其中所述外壳(134)的壁(140)包括外壁(174)和内壁(176)，所述敞开腔(178)由所述内壁而不是所述外壁限定，所述内壁中的一个(176A)在所述敞开腔内的感测磁体(126)与所述封闭腔(142)内的磁场传感器(158)之间延伸。4.如权利要求3所述的传感器组件(118)，其中所述屏蔽构件(156)沿着所述外壁(174)的内表面(190)延伸。5.如权利要求1所述的传感器组件(118)，其中所述磁场传感器(158)端接到设置在所述屏蔽构件(156)的屏蔽室(166)内的印刷电路板(186)。6.如权利要求1所述的传感器组件(118)，其中所述屏蔽构件(156)限定至少三个壁(164)，其各自从所述外壳(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：S埃尔南德斯奥利弗，小詹姆斯L阿特金斯，
申请(专利权)人：泰连公司，
类型：发明
国别省市：美国,US